生物工程设备课程设计———发酵罐
生物工程设备课程设计
200m3
谷氨酸发酵罐设计
院系：生物与化学工程学院 专业：生物工程 班级： 学号： 姓名： 指导老师：
日期：2012年5月11日
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生物工程设备课程设计———发酵罐
生物反应工程与设备课程设计任务书
—机械搅拌生物反应器设计
一、课程教学目标
生物反应工程与设备课程设计是生物工程专业一个重要的、综合性的实践教学环节，要求学生综合运用所学知识如生化反应工程与生物工程设备课程来解决生化工程实际问题，对培养学生全面的理论知识与工程素养，健全合理的知识结构具有重要作用。在本课程设计中，通过生化过程中应用最为广泛的设备，如机械搅拌发酵罐、气升式发酵罐、动植物细胞培养反应器，蒸发结晶设备、蒸馏设备等的设计实践，对学生进行一次生化过程发酵设备设计的基本训练，使学生初步掌握发酵设备设计的基本步骤和主要方法，树立正确的设计思想和实事求是，严肃负责的工作作风，为今后从事实际设计工作打下基础。 二、课程设计题目
设计200m3谷氨酸机械搅拌通风反应器 三、课程设计内容
1、设备所担负的工艺操作任务和工作性质，工作参数的确定。
2、容积的计算，主要尺寸的确定，传热方式的选择及传热面积的确定。 3、动力消耗、设备结构的工艺设计。 四、课程设计的要求
课程设计的规模不同，其具体的设计项目也有所差别，但其基本内容是大体相同，主要基本内容及要求如下： 1、工艺设计和计算
根据选定的方案和规定的任务进行物料衡算，热量衡算，主体设备工艺尺寸计算和简单的机械设计计算，汇总工艺计算结果。主要包括： （1）工艺设计
①设备结构及主要尺寸的确定（D，H，HL，V，VL，Di等） ②通风量的计算
③搅拌功率计算及电机选择 ④传热面积及冷却水用量的计算
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（2）设备设计
①壁厚设计（包括筒体、封头和夹套） ②搅拌器及搅拌轴的设计
③局部尺寸的确定（包括挡板、人孔及进出口接管等） ④冷却装置的设计(包括冷却面积、列管规格、总长及布置等) 2、设计说明书的编制
设计说明书应包括设计任务书，目录、前言、设计方案论述，工艺设计和计算，设计结果汇总、符号说明，设计结果的自我总结评价和参考资料等。 3、绘制设备图一张
设备图绘制，应标明设备的主要结构与尺寸。
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目录
第1章 概述………………………………………………………………………1
1.1发酵罐设计前景……………………………………………………………1
1.2微生物生物反应器的研究与应用概述……………………………………1 1.3微生物反应器的研究和应用进展………………………………………2
第2章 设计依据…………………………………………………………………3
2.1、本次设计内容………………………………………………………………3 2.2、 基本参数…………………………………………………………………3 2.2.1 发酵罐的型式………………………………………………………3 2.2.2 发酵罐的用途………………………………………………………3 2.2.3冷却水及冷却装置……………………………………………………4 2.2.4设计压力 ……………………………………………………………4
第3章 通用发酵罐的系列参考尺寸………………………………………5
3.1.通用发酵罐的系列尺寸……………………………………………………5 3.2 发酵罐主要设计条件………………………………………………………6
第4章 谷氨酸生产工艺流程简介……………………………………………7
4.1谷氨酸发酵工艺技术参数…………………………………………………7
4.2谷氨酸生产原料及处理……………………………………………………7 4.3谷氨酸生产工艺流程图……………………………………………………10
第5章 发酵罐选型及工艺计算………………………………………11
5.1 发酵罐的设计与选型……………………………………………………11 5.1.1 发酵罐的选型………………………………………………………11 5.1.2 生产容积的确定……………………………………………………11 5.2主要尺寸的计算…………………………………………………………11 5.3 冷却面积的确定………………………………………………………12 5.4 搅拌器设计……………………………………………………………13 5.5 、搅拌轴功率的确定………………………………………………………15 2.5.1 计算Rem ………………………………………………………………15 5.5.2不通气条件下的轴功率计算…………………………………………16 5.5.3 通气发酵轴功率计算………………………………………………16 5.5.4 求电机功率P电………………………………………………………17 5.6设备结构的工艺设计………………………………………………………17 5.7 竖直蛇管冷却装置设计…………………………………………………18 5.8备材料的选择……………………………………………………………21 5.9 发酵罐壁厚的计算………………………………………………………21 5.10 接管设计…………………………………………………………………23
第6章 设计结果与讨论………………………………………………25
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6.1发酵罐参数设计汇总 …………………………………………………25 6.2 辅助设备有关参数 ………………………………………………………26 6.3 搅拌器有关参数 …………………………………………………………27 6.4主要符号说明 ……………………………………………………………27
第7章 发酵罐设计心得体会………………………………………………29 参考文献…………………………………………………………………………30 设计图………………………………………………………………………………31
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